Основні поняття ливарного виробництва

Сутність ливарного виробництва полягає в отриманні виливків - литих металевих виробів шляхом заливання розплавленого металу або сплаву в ливарну форму.

Ливарної формою називають спеціально виготовлений вогнетривкий посуд, внутрішня порожнина якого за своїми контурами відповідає контурах необхідної виливки (рис. 6).

Малюнок 6 - Піщана форма для отримання виливки «Шків», виконана в трьох опоках

Процес виготовлення форми, що вбирає в себе виготовлення окремих частин і підготовку форми до заливки, називається формуванням. Форми заливають у вологому стані (формування по-сирому) або сухому (формування по-сухому). Формування по-сирому найбільш економічна, тому що витрати на виготовлення форми, особливо при механізації та автоматизації процесу найменші. У сирих формах виготовляють основну масу виливків з чавуну, алюмінієвих і мідних сплавів, дрібні і середні виливки зі сталі в умовах одиничного, серійного або масового виробництва. Сухі форми зазвичай застосовують для великих і масивних виливків.

Форми виготовляються в більшості випадків зі спеціальних формувальних сумішей - піщано-глиняних (тип земельні) і сумішей піску з органічними закріп (або сполучними). Ці форми служать лише для однієї заливки металу, після чого при вибиванні (звільнення) виливки руйнуються. Такі форми називаються разовими.

Крім земляних форм в сучасному ливарному виробництві застосовуються також разові форми, що виготовляються з особливих керамічних тверднуть складів (наприклад, для лиття по виплавлюваних моделях і лиття в коркові форми) і багаторазово використовувані ливарні форми - полупостоянние і постійні з вогнетривких мас, а головним чином з металу (кокільне лиття, лиття під тиском).

Розглянемо в цьому курсі більш детально найбільш універсальний метод - метод разової формування.

Для з'ясування сутності технології процесу ливарного виробництва розглянемо наведену на малюнку 7 схему.

На малюнку 7 показана виливок. Вона порожня. Внутрішня порожнина її при заливці виходить за допомогою шматка формувального (точніше стрижневого) матеріалу таких же обрисів і розмірів, як порожнину виливки. Цей шматок називається стрижнем.

Для виготовлення стержня формувальний матеріал набивається в стрижневий ящик. Після викладання з ящика стрижень піддається сушінню в сушильній печі для підвищення міцності. Сухий стрижень встановлюється в ливарну форму при її складанні. У формі стрижень спирається на свої два кінця, які називаються стрижневими знаками. Довжина стрижня більше довжини порожнини виливки, яку він утворює, на довжину своїх знаків. Стрижень є частиною ливарної форми.

Порожнина в ливарній формі, куди буде при заливці надходити рідкий метал, виходить за допомогою моделі.

Модель - прототип майбутнього виливка. Однак модель не має порожнини, тому що порожнину в литві утворюється стрижнем. По торцях модель має виступи для отримання відбитків в ливарній формі, на які встановлюється при складанні стрижень. Ці виступи на моделі також називаються стрижневими знаками.

Ливарна форма (в основному) виконується з двох половин - верхньої і нижньої напівформи. Напівформи набиваються або формуються формувальної сумішшю в чавунних або сталевих рамках, які називаються опоками.

Рідкий метал при заливці надходить в порожнину форми по ливникових каналах - літніковой системі.

Литниковая система- це система каналів, через кото-які розплавлений метал підводять в порожнину форми. Литниковая система повинна забезпечувати заповнення ливарної форми з необхідною швидкістю, затримання шлаку та інших неметалевих включень, вихід парів і газів з порожнини форми, безперервну% подачу розплавленого металу до твердіє литві.

Елементи літніковойсистеми (рис. 7). літнікованая воронка (чаша) (3), стояк (4), зумпф (5), шлакоуловителя (8), живильники (9), прибуток (1), випор (2).

Литниковая воронка (чаша) - служить для прийому формою струменя розплаву, що заливається з ливарного ковша.

Стояк - вертикальний канал, служить для підведення розплаву по висоті форми.

Зумпф - гасить енергію падаючої струменя металу.

Шлакоуловителя - горизонтальний канал, найчастіше виконується у верхній напівформи, служить для уловлювання включення в розплаві (газових, неметалічних, шлакових).

Живильник - горизонтальний елемент літніковойсистеми, найчастіше виконується в нижній напівформи, служить для безпосереднього підведення розплаву в порожнину форми.

Випор - наскрізний канал, який з'єднує порожнину форми з навколишнім середовищем, служить для відводу газів (повітря), що витісняються з порожнини форми при заповненні її розплавом.

Прибуток - особливий елемент літніковойсистеми, розташовується над масивним вузлом виливки (тепловим вузлом), який твердне останнім в процесі кристалізації виливка. Служить для компенсації дефіциту металу, що виникає при кристалізації в результаті усадки.

Малюнок 7 - Литниковая система: 1 - прибуток, 2 - випор, 3 - литниковая чаша (воронка), 4 - стояк, 5 - зумпф, 6 - дросель, 7 - живильник, 8 - шлакоуловителя, 9 - виливок

Для отримання виливки ливарну форму, при дотриманні певних умов, заповнюють рідким металом, який витримується в формі до повного затвердіння і наступного охолодження до заданої температури.

Одноразова форма при добуванні виливки (вибивка виливки) руйнується. Звільнена у вибиванні відпрацьована (горіла) формувальнасуміш піддається регенерації і використовується для формування (зворотний суміш). Після вибивання або відливання видаляються стрижні (вибивка стрижнів). Далі виливок передають в отчистки від пристав і пригоріла формувальної суміші.

Загальна схема технологічного процесу виготовлення виливків в піщаних формах

КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ОТЛИВОК

Відсутність зовнішніх дефектів: пригару, тріщин, заток, утяжин, неслітін, облоя, зсуву по роз'єму форми і т.п.

Відсутність внутрішніх дефектів: тріщин, які не виходять на поверхню, газових і усадочних раковин.

Відсутність спотворення заданих розмірів виливки в результаті викривлення, недоливу.

Відповідність хімічного складу сплаву заданому.

Відповідність особливим властивостям: кислотостійкість, жароміцність і т.п.

Для взаєморозуміння, прийняття рекомендацій при проектуванні технологічного процесу виготовлення виливків, вибору формувальних матеріалів, обладнання прийнята умовна класифікація виливків за такими ознаками:

за ваговими групами